Нейтронные звёзды - это умирающие звёзды, которые, по-видимому, «не попадают в чарты» почти во всех категориях. Они также вращаются очень быстро, около 700 раз в секунду. И согласно новому исследованию, нейтронные звезды имеют еще одно почти супергеройское качество: внешняя поверхность этих свернутых звезд, вероятно, будет в 10 миллиардов раз прочнее стали или любого другого из самых прочных сплавов Земли.
Нейтронные звёзды - это массивные звёзды, проявляющие крайнюю гравитацию. Они рухнули внутрь, как только их ядра прекратили ядерный синтез и производство энергии. Единственными вещами, более плотными, являются черные дыры.
Ученые хотят понять структуру нейтронных звезд, отчасти потому, что неровности поверхности или горы в коре могут излучать гравитационные волны и, в свою очередь, могут создавать пульсации в пространстве-времени. Понимание того, насколько высокой может быть гора до коллапса под действием силы тяжести нейтронной звезды, или оценка разрушающего напряжения коры, также имеет значение для лучшего понимания звездных землетрясений или вспышек магнитных гигантов.
Чарльз Хоровиц, профессор Университета Индианы, провел несколько крупномасштабных компьютерных симуляций молекулярной динамики и определил, что кора нейтронных звезд чрезвычайно сильна.
«Мы смоделировали небольшую область коры нейтронной звезды, следуя отдельным движениям до 12 миллионов частиц», - сказал Горовиц о работе, проведенной через Центр ядерной теории IU в Управлении вице-проректора по исследованиям. «Затем мы рассчитали, как кора деформируется и, в конце концов, разрушается под действием огромного веса горы нейтронных звезд».
Выполненные на большом компьютерном кластере в Лос-Аламосской национальной лаборатории и построенные на более мелких версиях, созданных на специальном компьютерном оборудовании молекулярной динамики в IU, моделирование выявило корку нейтронной звезды, которая намного превосходила прочность любого материала, известного на Земле.
Корка может быть настолько сильной, что сможет генерировать гравитационные волны, которые могут не только ограничивать периоды вращения некоторых звезд, но и обнаруживаться с помощью телескопов с высоким разрешением, называемых интерферометрами.
«Максимально возможный размер этих гор зависит от разрушающей деформации коры нейтронной звезды», - сказал Горовиц. «Большое разрушающее напряжение, которое мы находим, должно поддерживать горы на быстро вращающихся нейтронных звездах, достаточно больших, чтобы эффективно излучать гравитационные волны».
Из-за интенсивного давления, обнаруженного на нейтронных звездах, структурные дефекты и примеси, которые ослабляют такие вещи, как камни и сталь, с меньшей вероятностью деформируют кристаллы, которые образуются во время нуклеосинтеза, который происходит с образованием коры нейтронной звезды. Сжатая под действием силы тяжести, кора может выдерживать разрывную нагрузку, в 10 миллиардов раз превышающую давление, которое требуется, чтобы сломать сталь.
Исследование появится в пятницу (8 мая) в Physical Review Letters.
См. Онлайн-версию исследовательской работы Горовица «Разрушающее напряжение нейтронной звезды и гравитационных волн».
Источник: EurekAlert
